STS-83/MSL-1

VĚDCI PŘIŠLI ZKRÁTKA

Mgr. ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Raketoplán Columbia, nejstarší z flotily, vzlétl z rampy 39A po zhruba dvacetiminutovém odkladu, způsobeném drobnými technickými problémy, ke svému 22. letu v pátek 4. dubna 1997 ve 14.20.32 východoamerického letního času (EDT, tj. 19.20.32,088 UT). Po standardním a hladkém průběhu startu dosáhl manévrem OMS-2 pracovní dráhy ve výši 300304 km, se sklonem 28,47° a periodou 90,56 min a po nezbytných prověrkách byly ve 21 .09 UT otevřeny dveře nákladového prostoru a osádka, kterou tvořili velitel pplk. USAF James D. Halsell Jr., pilot korv. kpt. Susan L. Stillová, letoví specialisté dr. Janice E. Vossová, dr. Michael L. Gernhardt, dr. Donald A. Thomas a vědci (specialisté pro užitečné zatížení) dr. Roger K. Crouch a dr. Gregory T. Linteris, zahájila oživování laboratoře MSL-1 (Microgravity Science Laboratory), umístěné uvnitř dlouhého přetlakového modulu stavebnice Spacelab. Zdálo se, že nic nebrání tomu, aby během šestnáctidenního letu bylo nasbíráno mnoho nových poznatků z kosmické biologie a lékařství, ale především v oblasti materiálových pokusů v mikrogravitaci. Řada plánovaných pokusů představovala pilotní experimenty pro plánovanou činnost na chystané mezinárodní kosmické stanici ISSA.

Osádka se rozdělila do dvou týmů: červený tvořili Halsell, Stillová, Thomas a Linteris, zbytek osádky obsadil směnu modrou.

Čáru přes rozpočet ambiciózním plánům vědců však udělala palivová baterie č. 2.

Jak je známo, palivové články používané na raketoplánu jsou jediným zdrojem elektrické energie jak pro samotný družicový stupeň, tak pro všechny experimenty na jeho palubě i v prostorách Spacelabu. Každá baterie je tvořena třemi paralelně propojenými sekcemi, sestavenými z 32 palivových článků, které tvoří dvě subjednotky po 16 článcích.

Uvnitř každého článku jsou dvě porézní platinové elektrody, ponořené do koncentrovaného roztoku hydroxidu draselného (KOH), který tvoří elektrolyt, rozdělený membránou, která nepropustí plyny, ale propustí ionty. Teplota elektrolytu je udržována chladicím systémem plněným vysokovroucím freonem v teplotním rozmezí 78 až 118 °C. Do anodového prostoru vháněný plynný předehřátý kyslík reaguje na platinovém povrchu elektrody s elektrony, které z ní odebírá a s vodou z roztoku vytváří záporně nabité hydroxylové anionty. Ty putují elektrolytem ke kladné elektrodě, anodě. Do anodového prostoru vháněný plynný vodík reaguje na platinové katodě, které předává elektrony a sám se mění na kladně nabité vodíkové kationty. Ty reagují s připutovanými hydroxyly za vzniku vody. Jde tedy o opak elektrolýzy.

Protože při odběru proudu roste teplota elektrolytu nad bod varu vody, mění se voda na páru a ta je strhávána cirkulujícím vodíkem do separátoru, kde z ní vzniká čistá "destilovaná" voda.

Napětí na jednom článku se za normálních okolností pohybuje podle zátěže od 1 ,015 V (při zatížení celé baterie 2 kW) do 0,859 V (12 kW).

Co se stalo při letu STS-83? Již prvního dne pozorovali technici, že v jedné subsekci baterie č. 2 dochází k nepatrnému, ale stálému poklesu napětí, generovaného jejími články proti ostatním článkům v baterii. Požádali proto osádku, aby propláchla baterii reakčními plyny - tedy kyslíkem a vodíkem - aby ji zbavila případného nadbytku vody (ta snižuje účinnost článků) nebo jiných znečištění. Rychlost poklesu se sice zpomalila z původních 5 mV za hodinu na 3 mV, ale nezastavila se. V sobotu 5. dubna odpoledne rozdíl již činil 134 mV.

V neděli 6. dubna ráno se rozdíl přiblížil kritické hranici 200 mV. Při dalším poklesu by totiž došlo k "přepólování" poškozených článků, ve kterých by místo tvorby proudu začala probíhat elektrolýza za vzniku směsi kyslíku a vodíku, která je silně výbušná. Při nahromadění většího množství tohoto třaskavého plynu by mohlo dojít po explozi k roztržení palivové baterie s nedozírnými následky pro celý raketoplán. Proto se vedení letu v 09.00 houstonského času (CDT, 15.00 UT) rozhodlo dát příkaz k vypojení baterie č. 2. Podle letových pravidel to automaticky znamenalo zkrácení letu s přistáním při nejbližší vhodné příležitosti. Raketoplán je sice schopen uskutečnit bezpečné přistání s jedinou fungující palivovou baterií, ale nedostatek proudu stejně komplikoval provoz energeticky náročných pokusů v laboratoři Spacelab, i když osádka vypojila na družicovém stupni co se dalo. Přistání bylo stanoveno na úterý 8. dubna.

V pondělí piloti provedli obvyklou kontrolu systémů před přistáním, Zjistili, že pouze jediná tryska systému RCS (F3F)nepracuje, což však nemohlo ohrozit návrat.. Nepracoval také správně jeden ze sledovačů hvězd astronavigačního systému. Zbytek osádky postupně vypojoval dosud běžící experimenty ve Spacelabu i na obytné palubě.

Deaktivace Spacelabu byla ukončena v ranních hodinách 8. dubna. Krátce před 10.00 CDT (15.00 UT) byly uzavřeny dveře nákladového prostoru a ve 12.30 CDT (17.30 UT) byly zažehnuty motory OMS, které převedly družicový stupeň na sestupnou dráhu.

Raketoplán dosedl hlavním podvozkem na dráhu 33 letiště SLF na Kennedy Space Center na Floridě 8. dubna 1997 ve 14.33.11 EDT (18.33.11 UT). Příd'ové kolo následovalo po 12 sekundách a raketoplán se zastavil ve 14.34.10 EDT (18.33.10 UT). Zkrácený let trval 3 dny 23 h 12 min 39 s.

Vzhledem k vědeckému významu letu rozhodlo vedení NASA, že expedice MSL1 bude opakována. Předběžný termín startu raketoplánu Columbia k letu STS-94 (původně STS-83R) s osádkou v nezměněné sestavě je 1. červenec 1997.